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  • 接收机在中频部分实现模数变换采样,采样后的信号和数字域的同频相乘,就可以得到基带的IQ分量。在无线接口传输时,每一种使用特定的载波频率、码(扩频码扰码)以及载波相对相位(IQ)的信道都可以理解为一...

      接收机在中频部分实现模数变换和采样,采样后的信号和数字域的同频相乘,就可以得到基带的I、Q分量。在无线接口传输时,每一种使用特定的载波频率、码(扩频码和扰码)以及载波相对相位(I或Q)的信道都可以理解为一类物理信道。

      上行信道的扩频包括两个操作:第一个是信道化操作,它将每一个数据符号转换为若干码片,因此增加了信号的带宽。每一个数据符号转换的码片数称为扩频因子。第二个是扰码操作,在此将扰码加在扩频信号上。在信道化操作时,I路 和 Q路的数据符号分别和正交扩频因子相乘。在扰码操作时,I路 和 Q路的信号再乘以复数值的扰码。
      下行信道扩频时,除了SCH外的其它下行物理信道,每一对连续的两个符号在经过串并转换后分成I路和Q路。分路原则是偶数编号的符号分到I路和奇数编号的符号分到Q路。实数值的I路和Q路经过扩频、相位调整、相加合并后,就变为复数值的序列。这个序列经过复数值的扰码Sdl,n进行加扰处理。

      I/Q信号复用的作用是降低信号功率的峰平比,以便降低发射机和接收机的信号动态指针要求。

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  • 1. IQ信号: (1)IQ信号即同相正交信号I为in-phase,Q为quadrature,与I的相位相差了90度。 (2)因为信号在传输的时候需要的是单一信道、单一频率,因此在最早的通讯...I和Q路是完全正交的。 我们知道表...

    1.  IQ信号:

    (1)IQ信号即同相正交信号,I为in-phase,Q为quadrature,与I的相位相差了90度。

    (2)因为信号在传输的时候需要的是单一信道、单一频率,因此在最早的通讯技术中往往选择通过滤波器滤掉另外一个频率的信号,结果是不理想的,使用滤波器很难滤掉另外一个,而且因为另外一个频带的存在,浪费了很多频带的资源,在频带资源尤为紧张的现在,解决该问题非常重要,因此发展出了IQ技术。

    (3)是指同相分量,是指正交分量。路和 路是完全正交的。

           我们知道表征一个信号的参量有幅度、频率、相位。对信号进行调制即,使信号的某一参量按一定的规律变化。

    星座图是坐标平面中一些点的集合,其横纵坐标分别代表 和 分量。每个点的模和相位即表征了一特定信号。合成矢量的幅度表示载波的幅度,合成矢量与横轴的夹角(相位)表示载波的相位。(注:这里的相位是相对基准信号即载波而言的。)

    将一个序列分成 和 两个正交分量,再按星座图调制,就可以很方便的同时实现一个信号的幅度和相位调制。(特殊情况是,星座图中模不变,即只进行相位调制或者相位不变,只进行幅度调制)

     

             在信号处理的过程中,将信号解调为两个相互正交的分 量 I、Q 传输。在理想的传输链路中,I 路和 Q 路具有相同的相位延时与增益系数。因此在 正交调制后,输出的信号仍然是一个理想与输入信号同频的信号。没有边带分量的存在。

             但是实际的信号传输链路都不是理想的,I 路与 Q 路对信号的时延和增益都不是完全等 同的,即该正交传输链路是不平衡的链路。正交的信号经过非平衡链路的传输后,再调制成 射频输出,那么在射频口输出的信号出了有用信号外,还会产生一些其他信号。从输出信号 的频谱上观察,出了主信号外,还有一个边带信号。

                     

          1.  复数中频信号经过理想平衡的 IQ 传输链路后,调制输出的信号没有边带信号, 是一个理想的单边带信号。

          2. 复数中频信号经过非平衡的 IQ 传输链路后,调制输出的信号会出现边带信号, 其边带信号是由 IQ 传输链路的失衡产生的。

           3. 边带信号不是主信号的镜像信号,而是另外一对由链路非平衡性产生的信号的 镜像信号。

           4. 实际的主信号是有理想信号和非平衡引起的边带信号的镜像信号矢量叠加后的 信号。

     

    2.  IFIQ信号(IFI信号、IFQ信号):

               如下图为雷达前端的框图,其中一路经过功放电路处理后,将信号通过天线发射出去,一路又分流成两路分别进入 I、Q 所在的通道的混频器中,其中 Q通道的信号在混频之前还需先经 90°的移相;接收天线接收到的回波信号,先经低噪声放大处理后,再分别经混频器与实时分流的两路信号进行混频;混频后得到的信号再经中频滤波放大处理,最终得到 I、Q 通道两路中频信号[57-59]。

           I、Q  两路中频信号(IFI信号、IFQ信号进入中频信号处理模块,由于射频前端输出的 I、Q 两路目标回波信号仍然比较微弱,导致回波信号无法满足系统要求的 ADC 的满量程输入。所以为了充分利用 ADC 的位数资源,保证系统能够达到最大动态范围,先对 I、Q 两路中频信号进行自动增益控制(AGC)放大,然后对其进行模数转换(ADC)。微控制器根据 I、Q 两路信号以及 MFSK 调制特性,求出回波信号的差频和相位差,进而计算出目标的距离信息和瞬时速度相关信息

                       

     

    3.  差分信号和单端信号:

            差分信号:差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相差180度,极性相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。

    差分信号的好处在于:抗干扰能力强。

        单端转差分
                 单端信号转差分信号可以用巴伦:

                 巴伦的典型电路如下:

                                   

             巴伦能从单端信号转为差分信号,但是并不能产生共模电压。

              所以可以使用差分放大器,如ADA4937-2,其典型电路如:

                                      

                单端输入,差分输出,共模电压通过Vocm控制,ADA4937-2可有两种供电方式3.3和5V,不同的电源电压支持的共模电压不同,比如这里选择2.68V则对应5V DC供电。

                       

    差分信号的优点

             优点一,相对于单端信号,差分信号减小了潜在的电磁干扰(EMI)。使用差分方式传输,信号的电压峰峰值会被放大了一倍,但是单根线上的电流却保持不变。如果采用传统的单线传输方式,在驱动相同的信号时,更容易造成EMI问题。

             优点二,差分信号的值很大程度上与“地”的精确值无关,能很好的抵抗电源的干扰。在一个地做基准,单端信号方案的系统里,测量信号的精确值依赖系统内地的一致性。信号源和信号接收器距离越远,他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。从差分信号恢复的信号值在很大程度上与地的精确值无关,而在某一范围内。假如两条信号都收到同样的(同向、等幅度)的干扰信号,由于接收端是对接收的两条线信号进行减法处理,因此干扰信号会被基本抵消。也就是说,一个差分放大器的输入有效信号幅度只需要几毫伏,但是它却能够对一个高达几伏特的共模信号无动于衷。

             优点三,差分对内每根信号都有自己的返回路径,能够减轻信号跨分割带来的影响。单线跨分割对传输线的影响很大,差分线对跨分割就不是那么敏感,主要原因就是,差分对两线可以互为参考,两根线可以相互作为返回路径。

     

    白浪介绍:

    (1)一位自媒体极客,面向射频、微波、天线、无线通信、智能硬件、软件编程、渗透安全、人工智能、区块链,Java、Android、C/C++、python等方向的综合能力培养提升。

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  • 对于有些通信类,光通信类以及射频方向的同学都知道在通信的信号处理中,输入的信号需要分成两路(I和Q路),也被称作为正交调制信号。通常射频信号需要将低频的基带信号搬移到高频的载波信号上进行传输,传统方式...

    FPGA数字信号处理:通信类I/Q信号及产生

    大侠好,“宁夏李治廷”再一次和各位见面了,今天给各位大侠分享在FPGA数字信号处理中通信类I/Q信号及产生。

    欢迎各位大侠一起切磋交流,共同进步。话不多说,上货。

     

    I/Q原理及优势

    对于有些通信类,光通信类以及射频方向的同学都知道在通信的信号处理中,输入的信号需要分成两路(I路和Q路),也被称作为正交调制信号。通常射频信号需要将低频的基带信号搬移到高频的载波信号上进行传输,传统方式是通过一个乘法器,将信号和载波进行相乘,实现频谱搬移。

    cos(a)*cos(b)=1/2[cos(a+b)-cos(a-b)]

    但是这样会增加两个多余的信号频率。信号通常来说越纯净越好,也对后续的插值,滤波,检波起决定性的作用。而且在滤波的过程中很难滤除另外一个频率,也徒然增加频带,消耗宝贵的资源。所以I/Q正交调制技术才得以在通信领域大展拳脚。

    Cos(a-b)=cos(a)*cos(b)+sin(a)*sin(b)

    并且I/Q两路信号可以降低采样率,方便将信号采用复数信号的形式(z=a+bi),降低每个支路的采样率,降低对ADC的要求,节省开发和成品的成本,很好的保留原始信号的相位信息。

     

    FPGA中利用IP核实现I/Q信号的产生

    Quartus中提供了一个IP核为DDIO IP,可供采集高速ADC传入的数据后分成I/Q两路信号。并且通常比数据处理时采用数据截位生成I/Q两路数据方便高效。

     

    DDIO IP核(双倍数据速率IO)

    DDIO(Double Data Rate IO),IP核在逻辑单元(LE)中实现DDR寄存器,本程序中使用DDIO_IN实现一个DDR输入接口,IP将在参考时钟的上升沿和下降沿接收数据,实现2倍的时钟速率将数据锁存。

    如果ADC选用的为14位,数据总线位宽选择14bits,以及异步清零,未选择数据使能端口,则数据的第一个bit将在输入时钟的下降沿被采集,反之将在上升沿被采集。

    使用DDIO IP时需要注意OE信号在芯片中为低有效,但QuartusII软件自动在输出前添加一个反相器实现OE高电平有效,有需要可将OE转换回低电平有效。

    所以使用DDIO IP是通信中比较常见的一种做法,高速且精准。产生的I/Q两路信号可以直接传输数字下变频(DDC)模块中进行处理,方便快捷。

    大侠天赋异禀,本次交流到此结束,点到为止,有缘再见,告辞。

     

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    江湖偌大,继续闯荡,愿大侠一切安好,有缘再见!

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  • 原理: 信号源提供射频信号,幅度为Pin,用示波器测量接收信号的交流分量的Vrms(即电压幅度的均方值),即可...打开信号源,测得I/Q信号的交流分量的Vrms=80mv 关掉信号源,测的噪声信号的交流分量的Vrms=40mv S/N=10*

    原理:
    信号源提供射频信号,幅度为Pin,用示波器测量接收信号的交流分量的Vrms(即电压幅度的均方值),即可算出信号的能量P1,因为其中包含了有用信号和噪声信号;关掉信号源,同样测得噪声的能量P2,P1减去P2,得到的就是有用信号的能量P3,则S/N=10*log(P3/P2)。灵敏度=Pin-S/N。
    举例如下:
    手机输入的信号强度为-104dBm,频率为1795.1MHz,
    打开信号源,测得I/Q信号的交流分量的Vrms=80mv
    关掉信号源,测的噪声信号的交流分量的Vrms=40mv
    S/N=10*log((80*80-40*40)/40*40)=4.7dB
    所以灵敏度= -108.7dBm

     

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  • 信号信号I/Q

    千次阅读 2019-04-29 21:32:19
    另外一方面复信号信号I/Q调制也有着很大关系,这里做一下阐述。  一个复信号可以写成同相分量与正交分量的,事实上采用复信号的一个原因就是因为复数的实部与虚部是正交的,满足信号同相分量与正交分量正交的...
  • 基带I/Q信号

    万次阅读 2011-10-18 10:37:31
    在通信系统中, (语音信号)就是调变解调变所要传送的信息。 而在数字通信系统中,传送的信息是数据。数字调变是将数据数据载在射频载波的过程,而解调变则是将数据数据从射频信号中取出的过程。  射频载波信号A ...
  • 是一个子函数 可以分解接收信号I和Q路。
  • IQM已移至GitHub https://github.com/iqmmug/iqm
  • RF、IF、Baseband的区别 RF filter (Radio frequence) : 射频滤波器 (&... Baseband signal: 基带信号,就是I/Q信号 (<50MHZ)  在无线通信系统中,根据频率可分为射频(RF)、中频(...
  • 关于复信号I和Q路交换后的频谱

    千次阅读 2014-05-12 17:16:50
    可以证明,I和Q路交换后
  • 罗德与施瓦茨公司推出R&S AFQ100A I/Q调制信号发生器,结合了高达1G采样的存储深度,时钟为300MHz的存储器。它杰出的信号质量高灵活性使得R&S AFQ100A成为在研发生产中产生复杂数字调制信号的理想选择。它...
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  • Q:什么是I2C接口? A:I2C接口(Inter-Integrated Circuit,内部集成电路),它是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。多用于主控制器器件间的主从通信,在小数据量场合使用,传输距离短,...
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  • I/Q 解调原理

    千次阅读 2018-12-24 23:12:28
    如图 A 所示,同相分量 I(t) 正交分量 Q(t) 为基带信号,可被视作一个产生 sRF(t) 的理想 IQ 调制器的输入。       图 A:IQ 调制 IQ 解调的原理。   IQ 解调器通过充分利...
  •  来自罗德与施瓦茨公司的R&S IQR100数字I/Q数据记录仪现在可以实时无损地记录、存储回放79.6MHz带宽的I/Q信号。甚至可以并行记录位置数据自动增益控制参考电平。AGC功能允许在更大的动态范围内无过载的危险。 ...
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  • 这一高性价比设备的频率范围高达36MHz,可测量RF信号和I/Q基带信号。例如,若有必要,可将探测头直接连接至WLAN或3GPP FDD网络中DUT的印制电路板上,对所测量到的信号进行频谱矢量分析。 在低频段应用中,如RFID...
  • 近日,Rohde & Schwarz推出R&S AFQ100A I/Q调制发生器,可提供存储...该产品具有1kHz至300MHz宽范围的内存时钟频率,及1Gsample的存储深度,可产生高达200MHz的RF频段I/Q信号,因而也支持未来宽度通信系统的需要。  R
  • Linux信号驱动I/O 学习记录

    千次阅读 2015-03-16 17:49:34
    Q:什么是信号驱动I/O? A:对于给定的I/O口(一般就是对于文件描述符)设定为信号驱动I/O,则当I/O口准备好之后(读:有数据可读;写:有空间可写),向注册它的进程发送事先约定好的信号,进程收到信号后触发...
  • 推导了存I/Q通道相位误差的情况下的LFM脉冲压缩输出信号的表达式,定量分析了I/Q通道相位不一致性对LFM脉冲压缩性能的影响,为雷达接收机系统设计中I/Q通道相位误差的控制提供了理论的参考依据。理论分析计算机...
  • 工程师必须了解的IQ信号和调制知识

    万次阅读 多人点赞 2019-03-09 16:35:11
    前言:IQ信号即同相正交信号,I为in-phase...一、I/Q信号的发展 射频的信号调制就是将低频的基带信号搬移到高频的载波信号上去,我们假设低频信号频率为a,高频的载波信号频率为b,在传统的模拟通讯中,使用乘法器...
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空空如也

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i和q信号